Палеомагнитные исследования 

Палеомагнитные исследования на Урале были начаты в 1958 году по инициативе профессора Николая Александровича Иванова, заведующего лабораторией геомагнетизма и магнитометрии Института геофизики УФАН СССР. В качестве первого объекта исследований Н.А. Ивановым были предложены бокситы. Тему поддержал известный геолог-бокситчик д.г.-м.н. А.К. Гладковский. Под их руководством к.г.-м.н. И.А. Свяжина изучила палеомагнетизм и магнитные свойства бокситов уральских месторождений, Казахстана и в 80-х годах – Северо-Запада России. По методике, разработанной в лаборатории, СНИИГиМСом проведены работы в Приангарье. 

Внедрение методов палеомагнетизма и магнетизма горных пород для исследования бокситов разных типов и возраста внесло свой вклад в понимание их генезиса, а исходя из палеомагнитных широт – условий формирования (Свяжина, Иванов, 1975). Использование магнетизма в минералогии позволило диагностировать магнитные железосодержащие минералы, в том числе маггемит, присутствие которого в бокситах было проблематичным. Изучение магнитных характеристик алюминиевых и железных бобовых руд 14-и месторождений в разных регионах и разного возраста показало, что маггемит является типичным минералом континентальных бобовин (Свяжина, Данилов, 1985). Палеомагнитные данные позволили уточнить время его образования в бокситовой залежи: процесс происходил в течение первых миллионов лет. 

Тема по бокситам была основной, но не единственной. В 60-х годах прошлого столетия к.г.-м.н. Т.М. Кошкина изучила состав и установила закономерности распределения ферромагнитных минералов в интрузивах Тагильского массива. Исходя из содержания титана в титаномагнетите ею сделана оценка глубины образования пород массива – 2-3 км. Тогда же Т.И. Бычкова показала на примере сысертской свиты девона на Среднем Урале, что метаморфические породы перемагничены полем позднего палеозоя. 

В 1976 г. к.г.-м.н. И.А. Свяжиной были начаты палеомагнитные исследования в приложении к палеогеографии, палеотектонике и палеогеодинамике Урала и Северного Казахстана – по проблеме, которая остается главной в тематике группы и поныне. В разное время в исследованиях участвовали науч. сотр. Е.В. Загидуллина, А.А. Ахметзянова, Р.А. Коптева, З.С. Мезенина, Е.Г. Попова, лаб. Н.А.Курагина, Е.И.Волчихина и др. 

Палеомагнитные исследования проведены на 130 разрезах палеозоя и раннего мезозоя Северного, Среднего, Южного Урала и Северного Казахстана: шельфа и склона Восточно-Европейского палеоконтинента (ВЕК), Восточно-Уральских террейнов, зоны Главного Уральского глубинного разлома и Кокчетавском террейне Северного Казахстана, между 61 и 49 гр. с.ш. Объекты для исследований были предложены чл.-кор. В.Н. Пучковым (Уфа), д.г.-м.н. Г.А. Смирновым, д.г.-м.н. К.С. Ивановым, к.г.-м.н. Г.А. Петровым (Екатеринбург), В.Ф. Коробковым (Актюбинск). Из палеозойских отложений наиболее представительный материал получен по породам ордовикского возраста. На палеогеографических схемах Урала и Северного Казахстана показано, что в течение ордовика направления палеомеридианов были субпараллельными современному, в то время как разница палеоширот ВЕК и Южно-Уральских блоков достигала 20градусов. На Среднем и Северном Урале палеомагнитные широты ВЕК и Тагильской, Алапаевской палеодуг, которые начали формироваться в позднем ордовике, были близки. (Свяжина, Пучков, Иванов, Петров, 2003). 

На палеотектонических реконструкциях ордовика восточный край ВЕК располагался между 5 гр. ю.ш. и 20 гр. ю.ш., тогда как все Восточно-Уральские террейны и Кокчетавский блок находились в приэкваториальной области, напротив современного ПолярногоУрала. 

Если палеогеографическая и палеотектоническая реконструкции в раннем силуре мало отличались от ордовикских, то в девоне обстановка изменилась. Согласно палеомагнитным данным палеогеографическая сетка оказалась развернутой таким образом, что меридианы и широты как бы поменялись местами и будущий Урал расположился вдоль экватора в пределах 2 гр. ю.ш. - 8 гр. с.ш. Вращение региона против часовой стрелки привело к перегруппировке блоков, и Южно-Уральские террейны заняли положение напротив юго-восточного края ВЕК. Трек, по которому происходило их смещение, находился восточнее Тагильской и Алапаевской палеодуг, положение которых относительно ВЕК сохранилось (Петров, Свяжина, Рыбалка, 2000). Выравнивание палеоширот края ВЕК и Тагильской, Магнитогорской палеодуг свидетельствует о возможности их касания в девоне (Свяжина, Пучков, Петров, 2003). 

В позднем палеозое палеомагнитные широты составили 15-20 гр. с.ш., что свидетельствует о значительном смещении уральских блоков на север, с постепенным сближением ВЕК и Южно-Уральских террейнов, которое завершилось косонаправленной коллизией. Причина косого смыкания объясняется разной скоростью их перемещения: направленная к северу составляющая скорости движения ВЕК была большей примерно на 1 см / год. 

В триасе палеогеографическая обстановка на Урале в целом сохранялась и отличалась от позднепалеозойской более северными палеоширотами, которые на Среднем Урале составили 32-34 гр. с.ш. 

Таким образом, палеогеодинамическая обстановка на Урале, начиная с ордовика, неоднократно изменялась. Если в ордовике - раннем силуре происходило лишь небольшое смещение на север, то в начале девона оно сменилось вращением структур региона против часовой стрелки. С раннего карбона, по крайней мере, по триас наблюдалось значительное смещение на север, а после триаса последовал поворот по часовой стрелке и дальнейшее движение на север, в результате которых Урал занял современное положение. 

Палеореконструкции географической, тектонической и геодинамической обстановок на Урале и Казахстане, выполненные для шести эпох палеозоя и триаса мезозоя, послужили основой палеомагнитной модели формирования Урала и Казахстана (Свяжина, Пучков, Овчаренко, 2003)
Результаты реконструкций палеоширот по палеоманитным данным
 

Дальнейшие палеомагнитные исследования будут направлены на уточнение модели, в частности для интервала силур-девон – времени проявления на Урале каледонской складчатости. Группа располагает необходимым оборудованием, в том числе спин-магнитометрами JR-4, JR-6 (Чехия), терморазмагничивающими установками с многослойными магнитными экранами. 

Палеомагнитные исследования, проводимые в Институте геофизики, находили поддержку разных организаций. В 1976-1980 годах работы проводили по заданию 0.50.01.01.02 Н2 ГКНТ СМ СССР. В 1986-1990 годах палеомагнитный метод применялся в рамках программы ГКНТ СМ СССР 0.50.01.02.05.Н13. В 1991-1994 годах работу выполняли по заданию 1.8.4.2.2. ГНТП №18. В 1995-1996 годах исследования были поддержаны РФФИ, проект 95-05-14143. В 1996-1997 годах палеомагнитные исследования на Южном Урале проводились совместно с коллегами из Института общей и прикладной геофизики при Людвиг-Максимилиан Университете, г. Мюнхен. Часть уральских образцов в 1997 г. была исследована И.А. Свяжиной в палеомагнитной лаборатории этого Института. 

В 1992-2000 годах палеомагнитные исследования проводились параллельно с международной программой EUROPROBE, и материалы доложены в 1995, 1998 и 2000 годах на заседаниях рабочей группы проекта. Результаты исследований приведены в итоговой монографии по EUROPROBE (ред. Морозов А.Ф. – МПР, Павленкова Н.И. – РАН; в печати) в гл.5 «Строение и эволюция Урала», проект «URALIDES», раздел 5.3. 

Палеомагнитная группа принимала участие в изучении керна сверхглубоких и глубоких скважин. По сверхглубоким скважинам составлен палеомагнитный разрез Мурунтауской СГ-10, в черносланцевой толще которой впервые была выделена карбидная форма углерода и установлено время образования магнитных карбидов железа (Свяжина, Коптева, Лагутина, Глухих, 1996). Систематическое изучение керна Уральской СГ-4 проведено в интервале 3000-5000 м, остальных – Воротиловской, Колвинской, Тимано-Печорской и КТБ (ФРГ) – отдельных интервалов. Общий вывод исследований – магнетизм пород, в основном, связан с сульфидами железа. 

Результаты последовательно докладывались на съездах, конференциях, совещаниях различных рангов и изложены в более чем 120 публикациях, включая монографию. Кроме того, палеомагнитные направления и палеомагнитные полюса приведены в 7 выпусках сборников материалов Мирового центра данных Б (по СССР) и GMAP - 1993. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Петров Г.А., Свяжина И.А., Рыбалка А.В. Геодинамическая реконструкция Тагильской палеостроводужной системы по геологическим и геофизическим данным // Отечественная геология, 2000, №4, с.14-20. 

2. Свяжина И.А., Данилов М.А. Маггемит в железобобовой породе из Североонежских месторождений бокситов // ДАН, 1985. Т.230, № 3, с. 738-742. 

3. Свяжина И.А., Иванов Н.А. О диагностике и генезисе окислов железа в бокситах Урала и Тургайского прогиба по магнитным и палеомагнитным данным. В кн.: Проблемы генезиса бокситов. М.: Наука, 1975, с. 252-257. 

4. Свяжина И.А., Коптева Р.А., Лагутина М.В., Глухих И.И. Диагностика магнитных карбидов железа в углеродисто-слюдистых сланцах Мурунтауской СГС // ДАН, 1996. № 6. Т. 347. № 6. С. 792-794. 

5. Свяжина И.А., Пучков В.Н., Иванов К.С., Петров Г.А. Палеомагнетизм ордовика Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2003, 136 с. 

6. Свяжина И.А., Пучков В.Н., Овчаренко А.В. Палеомагнитные реконструкции движений литосферных блоков Урала и Северного Казахстана от ордовика и доныне // Эволюция тектонических процессов в истории Земли: Материалы XXXVII Тектонического совещания, Новосибирск: ОИГГиМ СО РАН, 2004. С. 145-147. 

7. Свяжина И.А., Пучков В.Н., Петров Г.А. О палеомагнетизме среднепалеозойских отложений Урала // Эволюция внутриконтинентальных подвижных поясов: тектоника, магнетизм, метаморфизм, седиментогенез, полезные ископаемые. Материалы научной конференции, IX чтения А.Н. Заварицкого, Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2003, с.62-64.